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氮化硅陶瓷球的优点和特性

来源:|作者:金瑞 |发布时间:2022-02-01 |次浏览
氮化硅陶瓷球具有的优点和特性陶瓷种类繁多,虽然氮化硅在工业陶瓷中不是很硬的,韧性也不是很高的,但是在要求高性能的轴承应用中,氮化硅被认为具有很佳的机械物理综合特性。氮化硅的一个很大的优点是,如果发生失效,那么失效是以类似于轴承钢失效的方式即局部剥落方式发生的,其它类型的陶瓷材料则以灾难性的碎裂方式损坏。作为滚动轴承用的材料,从滚动损耗寿命和可靠性的观点看,氮化硅能胜任。氮化硅陶瓷的优点和特性2.1

氮化硅陶瓷球具有的优点和特性


陶瓷种类繁多,虽然氮化硅在工业陶瓷中不是很硬的,韧性也不是很高的,但是在要求高性能的轴承应用中,氮化硅被认为具有很佳的机械物理综合特性。

氮化硅的一个很大的优点是,如果发生失效,那么失效是以类似于轴承钢失效的方式即局部剥落方式发生的,其它类型的陶瓷材料则以灾难性的碎裂方式损坏。作为滚动轴承用的材料,从滚动损耗寿命和可靠性的观点看,氮化硅能胜任。


氮化硅陶瓷的优点和特性

2.1 耐热性

一般钢制的轴承使用温度超过120℃时,硬度就会降低,滚动寿命也会下降。而氮化硅具有很好的温度特性,特别适用于高温环境。高温环境下,轴承钢已经丧失了其硬度和强度,而陶瓷材料即使在高温下强度和硬度也不会发生变化,所以对于用在高温环境的轴承来说,该材料是非常适合的。


2.2离心力

氮化硅的密度约为3.24×103 kg/m3,而轴承钢的密度约为7.8×103 kg/m3,仅为轴承钢密度的40%左右,所以当滚动体使用陶瓷时,轴承在高速旋转时能够约束因离心力作用引起的滚动体载荷的增加。


2.3线膨胀系数

氮化硅的线膨胀系数大约是轴承钢的1/4,所以随温度变化的尺寸变化量小,故有益于在温度变化大的环境中使用。

氮化硅陶瓷球的优点和特性

2.4硬度、弹性系数、泊松比

因为氮化硅的弹性系数大约是轴承钢的1.5倍,所以相对载荷的弹性0变形小,相对载荷的刚性就高。


2.5耐腐蚀、无磁性、绝缘性

化工机械设备、食品、海洋等部门使用的机器,采用钢制轴承时其腐蚀是个问题,在强磁环境中,使用钢制轴承,从轴承本身磨损下来的微粉被吸附在滚动体和滚动面之间,这将成为轴承提早剥落损坏和噪声变大的主要原因。铁路车辆牵引电机使用轴承钢制轴承会产生电蚀,往往成为轴承提早剥落损坏的原因。而氮化硅陶瓷对大多数强酸和强碱都具有很高的化学稳定性。


普通轴承钢AISl52100(GCrl5)、不锈钢AISl440(9Crl8)、氮化硅(Si3N4)、氧化锆(ZrO:)和氧化铝(A1:O。)5种轴承材料性能对照情况见表1。


氮化硅陶瓷球的生产加工

氮化硅陶瓷球是用硅粉作原料,先用通常成形的方法做成所需的形状,在氮气中及高温下进行氮化,使硅粉与氮气反应生成氮化硅。氮化硅的强度很高,尤其是热压氮化硅,是目前硬的物质之一。